题目内容
【题目】如图甲所示,是小区内的一种新型健身器械,叫单人坐拉器,它的简化模型图,如图乙所示。坐在坐拉器座椅上的人,当双手用力向下拉动手柄A时,操作杆AB会绕着转轴O转动,连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动,将座椅向上抬起,(g取10N/kg)
(1)关于该坐拉器及其模型图,下列说法正确的是_____。
A.该坐拉器是个组合杠杆,使用过程中可以省功
B.O′DC杠杆是费力杠杆,而BOA杠杆是省力杠杆
C.人的体重越重,坐拉器使用过程中的机械效率越高
D.该坐拉器的机械效率为定值,不会发生变化
(2)已知手柄竖直向下移动30cm时,座椅竖直升高9cm,用时5s,若人的质量为60kg,利用坐拉器抬起人的机械效率为90%,则抬起人的过程所做功的功率为多少______?
(3)已知图乙中OA:OB=6:1,O′C:O′D=2:1,此时AB杆处于水平位置,BD杆垂直于杆AB和O′C,BD杆对AB和O′C杆的拉力均沿着BD,且大小相等。若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向视作同一直线,物体间相互作用力的大小相等、方向相反,忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。若小红的质量为40kg,则此时小红让自己保持图乙的状态,需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大_________?
【答案】BC 12W 100N
【解析】
(1)根据题意知道,该坐拉器是个组合杠杆,由功的原理可知道,使用任何机械都不能省功,故A错误;由图知道,操作杆AB会绕着转轴O转动,由于OA大于OB,所以BOA杠杆是省力杠杆;连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动,O′C大于O′D,所以O′DC杠杆是费力杠杆,故B正确;手柄竖直向下移动30cm,座椅竖直升高9cm,即二者的比值不变,由×100%知道,人越重,则有用功占总功的比值越大,所以坐拉器的机械效率越高,故C正确,D错误;
(2)根据题意知道,人的体重是: =60kg×10N/kg=600N,
抬起人的过程做的有用功是: =600N×0.09m=54J,
由×100%知道,抬起人的过程所做的总功是:=60J,
则此过程所做功的功率是 :=12W。
(2)小红的重力是: =40kg×10N/kg=400N,
对于杠杆AOB由杠杆平衡条件知道,,即:,
对于杠杆O′CD,则,即:,
根据题意知道,FB =FD,又因为物体间相互作用力的大小相等,即FA =FA′,
所以解得:FA =100N。
【题目】在“研究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,发现杠杆处于如图(a)所示的状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)移动。
(2)左右两端添加钩码后,此时杠杆的状态如图(b)所示,可以将右端钩码的位置向_____(选填“左”或“右”),使杠杆重新平衡在水平位置。
(3)上面两次操作都要使杠杆平衡在水平位置,这样做的目的是_____。
(4)某实验小组进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6N,L1=20cm,F2=4N和L2=30cm。该实验小组根据这些数据能否得出探究结论?_____理由是_____。
(5)另一小组的同学获得的数据如右表所示:
动力F1/N | 动力臂L1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
4 | 5 | 5 | 4 |
3 | 4 | 4 | 3 |
他们得出的结论是:“动力+动力臂=阻力+阻力臂。”你认为这个结论是_____(选填“正确的”或“错误的”)。理由是_____。
【题目】在“测定导体电阻”的实验中,电源使用二节新干电池,被测电阻的阻值约为5欧,滑动变阻器的规格是“10Ω1.5A”。
(1)图甲是没有连接完整的实验电路,若滑片向右移动,电阻变小,则导线连在_____端(选填“A”或“B”)且在闭合开关前,滑片应位于_____端;
(2)电路连接完毕后,发现两电表示数如图乙所示,则电路中的故障可能是_____;
(3)某次实验中,电压表的示数如图丙所示,读数为_____伏;此时电流表的示数应为_____;
(4)电路连接正确,实验数据记录如表所示,其中一组数据有拼凑的嫌疑,这组数据是第_____组,判断依据是_____。
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电压/伏 | 0.6 | 1.2 | 1.8 | 2.4 |
电流/安 | 0.12 | 0.24 | 0.36 | 0.48 |